Wysokość dźwięku zależy od częstotliwości, która zmienia się w zależności od tego czy samochód się zbliża, czy oddala od obserwatora. Gdy samochód zbliża się to słyszymy dźwięk coraz głośniejszy, czyli jego wysokość rośnie. Natomiast gdy samochód oddala się to słyszymy dźwięk cichszy, czyli jego wysokość maleje.
Dane:
Przyjmujemy, że prędkość dźwięku w powietrzu wynosi:
Szukane:
Rozwiązanie:
Zjawisko polegające na powstawaniu różnicy częstotliwości wysyłanej przez źródło oraz rejestrowanej przez obserwatora nazywamy efektem Dopplera. Wzór opisujący tą zależność ma postać:
gdzie jest częstotliwością fali odbieranej przez obserwatora, jest częstotliwością fali wysyłaną przez źródło, jest prędkością fali (w podanym ośrodku), jest prędkością z jaką porusza się obserwator, jest prędkością z jaką porusza się źródło. Prędkości źródła i obserwatora są określane względem ośrodka. Górne znaki prędkości we wzorach oznaczają przypadek, gdy są one skierowane ku sobie, a dolne dotyczą sytuacji, w których mają odwrotne zwroty.
W naszym przypadku mamy nieruchomego obserwatora oraz zbliżające się do nas źródło dźwięku. Zatem:
Podstawiamy dane liczbowe do wzoru:
UWAGA! Wynik otrzymany w powyższym rozwiązaniu różni się od wyniku podanego w odpowiedziach z powodu przyjętych przybliżeń.
Częstotliwość łodzi płynącej pod wiatr będzie inna niż częstotliwość łodzi płynącej z wiatrem, ponieważ zwroty prędkości łodzi w tych przypadkach są różne.